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TP 5: FACTEURS CINETIQUES ET CATALYSE

TP 5: FACTEURS CINETIQUES ET CATALYSE. I- REACTIONS LENTES, REACTIONS RAPIDES. n(MnO 4 - ) i = CV = 1,0.10 -4 x 20.10 -3 = 2,0.10 -6 mol n( Fe 2+ ) i = CV = 1,0.10 -2 x 20.10 -3 = 2,0.10 -4 mol Recherche du réactif limitant: Si MnO 4 - est limitant, alors:

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Presentation Transcript

  1. TP 5: FACTEURS CINETIQUES ET CATALYSE

  2. I- REACTIONS LENTES, REACTIONS RAPIDES

  3. n(MnO4-)i = CV = 1,0.10-4 x 20.10-3 = 2,0.10-6 mol • n(Fe2+)i = CV = 1,0.10-2 x 20.10-3 = 2,0.10-4 mol • Recherche du réactif limitant: Si MnO4- est limitant, alors: n(MnO4-)i – 2xmax = 0 doncxmax= 1,0.10-6 mol Si Fe2+ estlimitantalors: n(Fe2+ )i - 5xmax= 0 doncxmax = 4,0.10-5mol MnO4- estbien le réactiflimitant et xmax = 1,0.10-6 mol

  4. I- REACTIONS LENTES, REACTIONS RAPIDES

  5. n(MnO4-)i = CV = 1,0.10-4 x 20.10-3 = 2,0.10-6 mol • n(H2C2O4)i = CV = 5,0.10-1 x 20.10-3 = 1,0.10-2 mol • Recherche du réactif limitant: Si MnO4- est limitant, alors: n(MnO4-)i – 2xmax = 0 doncxmax= 1,0.10-6 mol Si H2C2O4estlimitantalors: n(H2C2O4)i - 5xmax=0 doncxmax = 2,0.10-3mol MnO4- estbien le réactiflimitant et xmax = 1,0.10-6 mol

  6. 2) L’ion permanganate est le réactif limitant. A l’état final, il a entièrement disparu. Or il donne aux solutions une coloration violette. La réaction (1) est achevée lorsque la solution passe du violet au jaune pale (couleur des ions Fe3+ formés) La réaction (2) est achevée lorsque la solution passe du violet à l’incolore.

  7. 3) La réaction (1) est rapide : on ne détecte pas à l’œil nu son évolution La réaction (2) est lente : il faut environ 1 min pour observer la décoloration totale du mélange réactionnel.

  8. II- LES CATALYSEURS • Décomposition de l’eau oxygénée • Lorsque l’eau oxygénée se décompose il se forme du dioxygène gazeux donc formation de bulles de gaz dans la solution • Parmi les espèces testées, le platine, les ions fer III, le navet et la viande sont des catalyseurs de cette réaction.

  9. c) Catalyse homogène: les ions fer III catalyse hétérogène: le platine catalyse enzymatique: viande et navet d) Sur le disque de platine, il y a beaucoup plus de surface de contact entre le réactif et le catalyseur: le réaction se fait mieux.

  10. 2- Action des ions tartrate sur l’eau oxygénée H2O2(aq) / H2O(l): H2O2(aq)+ 2 H+(aq) +2e- =2H2O(l) (x5) CO2(g)/C4H4O62-(aq): C4H4O62-(aq) + 2H2O(l) = 4CO2(g)+ 8H+(aq) +10 e- 5H2O2(aq)+2 H+(aq)+C4H4O62-(aq) → 8H2O(l)+ 4CO2(g)

  11. b. Cette réaction se produit lorsqu’on détecte un dégagement gazeux c. En présence de chlorure de cobalt, la solution prend une coloration rose. Plongé dans un bain marie à 70°C, on observe un intense dégagement gazeux , la solution vire du rose au vert puis quand la réaction s’achève elle redevient rose. En absence de cobalt, la réaction se fait mais plus lentement d. Le catalyseur s’est régénéré.

  12. III- Facteurs cinétiques

  13. Qdm initiale d’ion H+: n(H+)i = CV = 1,0.10-1 x 20.10-3 =2,0.10-3 mol • Qdm initiale de S2O32-: n(S2O32-)i = C1V = 0,5.10-1 x20.10-3 =1.10-3 mol Réactif limitant: n(S2O32-)i - xmax = 0 donc xmax = 1.10-3 mol Ou n(H+)i -2 xmax = 0 donc xmax = 1,0.10-3 mol Les 2 réactifs sont épuisés à l’état final et xmax = 1,0.10-3 mol

  14. Avec la 2ème solution d’ions thiosulfate: Qdm initiale de S2O32-: n(S2O32-)i = C2V = 1,0.10-1 x20.10-3 =2,0.10-3 mol La qdm d’ion H+ est inchangée: 2,0.10-3 mol Réactif limitant: n(S2O32-)i - xmax = 0 donc xmax = 2,0.10-3 mol Ou n(H+)i -2 xmax = 0 donc xmax = 1,0.10-3 mol H+ est épuisé à l’état final et xmax = 1,0.10-3 mol

  15. Avec la 3ème solution d’ions thiosulfate: Qdm initiale de S2O32-: n(S2O32-)i = C3V = 5,0.10-1 x20.10-3 =1,0.10-2 mol La qdm d’ion H+ est inchangée: 2,0.10-3 mol Réactif limitant: n(S2O32-)i - xmax = 0 donc xmax = 1,0.10-2 mol Ou n(H+)i -2 xmax = 0 donc xmax = 1,0.10-3 mol H+ est épuisé à l’état final et xmax = 1,0.10-3 mol

  16. Dans les trois mélanges, on atteint le même xmax donc l’état final est le même: même qdm de soufre et de dixoyde de soufre formés dans les trois mélanges. • La seule différence est la présence d’un excès à l’état final d’ions thiosulfate dans les mélanges 2 et 3

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